DE2831589B2

DE2831589B2 - Schaltungsanordnung zur Bildung von periodischen Impulsmustern

Info

Publication number: DE2831589B2
Application number: DE2831589A
Authority: DE
Inventors: Ruediger Ing.(Grad.) 8520 Erlangen Braun
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-07-18
Filing date: 1978-07-18
Publication date: 1981-02-05
Also published as: JPS5516599A; SE7905860L; CA1141440A; IT1163685B; BR7904509A; SE436158B; GB2026262A; FR2431797A1; ATA490279A; BE877721A; IN151074B; US4330820A; DE2831589A1; GB2026262B; DE2831589C3; FR2431797B1; CH636486A5; IT7924270A0; AT368821B

Description

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Anordnung zur Adressenverschiebung wenigstens ein Addierer (4) bzw. Subtrahierer (5) vorgesehen ist, dessen Summenausgang bzw. Differenzausgang mit dem Adresseneingang wenigstens eines Impulsmusterspeichers (12 bis 15; 32 bis 35) verbunden ist und dessen erster Summandeneingang bzw. Minuendeneingang mit dem Zählerstand und dessen zweiter Summandeneingang bzw. Subtrahendeneingang von der vom Regelsignal (Ur) abgeleiteten Zahl beaufschlagt ist

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Summandeneingang des Addierers (4) bzw. Subtrahendeneingang des Subtrahierers (5) mit dem Ausgang eines weiteren Speichers (36) verbunden ist, dessen Adresseneingang mit der vom Regelsignal (Ur) abgeleiteten Zahl beaufschlagt ist (F i g. 8).

4. Anwendung einer Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3 als Steuersatz für einen Stromrichter.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Bildung von periodischen Impulsmustern, bei der ein Oszillator einen dual codierten Zähler antreibt, der die Adressen für eine Anzahl von Impulsmusterspeicher bildet, in denen unterschiedliche Impulsmuster gespeichert sind. Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der GB-PS 14 96 571 bekannt.

Bei der bekannten Anordnung zur Bildung digitaler Funktionen ist ein Speicher mit einer Anzahl von gleichen Teilspeichern vorgesehen, die Speicherstellen für Binärworte aufweisen. Die Teilspeicher werden von dem Binärwort adressiert, das durch den Stand des Zählers gebildet wird. Jeweils ein bestimmter Teilspeicher wird durch eine Auswahlschaltung ausgewählt, die

einen Analog-Digital-Umsetzer und ein Register umfaßt In Abhängigkeit von einem eingangsseitig zugeführten Meßsignal für eine physikalische Größe wird einer der Teilspeicher ausgewählt und vom Zähler fortlaufend adressiert Der Inhalt des ausgewählten Teilspeichers wird zur Steuerung eines Prozesses weiterverarbeitet. Diese bekannte Schaltungsanordnung weist den Nachteil auf, daß nur so viele digitale Funktionen erzeugt werden können, wie Teilspeicher vorhanden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von periodischen Impulsmustern so zu verbessern, daß mit geringem Schaltungsaufwand eine sehr große Anzahl unterschiedlicher Impulsmuster erzeugt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch folgende Merkmale gelöst:

a) Es sind erste Impulsmusterspeicher mit ersten Hilfsimpulsmustern vorgesehen, deren Adresseneingänge in an sich bekannter Weise unmittelbar mit den Ausgängen des Zählers verbunden sind,

b) es sind weitere Impulsmusterspeicher mit weiteren Hilfsimpulsmustern vorgesehen, deren Adresseneingänge mit den Ausgängen des Zählers über eine Anordnung zur Adressenverschiebung verbunden sind, die eine von einem Regelsignal abgeleitete Zahl zum Zählerstand addiert bzw. subtrahiert,

c) die Ausgänge der ersten Impulsmusterspeicher und der weiteren Impulsmusterspeicher sind logisch miteinander verknüpft, um das gewünschte Impulsmuster zu bilden.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird das gewünschte Impulsmuster aus ersten Hilfsimpulsmustern und weiteren Hilfsimpulsmustern zusammengesetzt, wobei die weiteren Hilfsimpulsmuster gegenüber dem ersten Hilfsimpulsmuster verschoben werden können. Die Verschiebung der weiteren Hilfsimpulsmuster gegenüber dem ersten Hilfsimpulsmuster stellt praktisch eine Phasenverschiebung der periodischen Impulsmuster dar, die in Abhängigkeit von einem Regelsignal vorgenommen wird. Die Anzahl der möglichen zusammengesetzten Impulsmuster ist lediglich durch die Digitalisierung der Verschiebungsmöglichkeiten begrenzt, nicht jedoch durch die Anzahl der Impulsmusterspeicher.

Als Anordnung zur Adressenverschiebung kann ein Addierer bzw. Subtrahierer vorgesehen sein, dessen Summenausgang bzw. Differenzausgang mit dem

so Adresseneingang wenigstens eines weiteren Impulsmusterspeichers verbunden ist und dessen erster Summandeneingang bzw. Minuendeneingang mit dem Zählerstand und dessen zweiter Summandeneingang bzw. Subtrahendeneingang von der vom Regelsignal abgeleiteten Zahl beaufschlagt ist

Nichtlineare Abhängigkeiten zwischen dem Regelsignal und dem Verlauf des gewünschten Impulsmusters können gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch berücksichtigt werden, daß der zweite Summandeneingang des Addierers bzw. der Subtrahendeneingang des Subtrahierers mit dem Ausgang eines weiteren Speichers verbunden ist, dessen Adressiereingang mit der vom Regelsignal abgeleiteten Zahl beaufschlagt ist.

Ihre bevorzugte Anwendung findet die Erfindung bei Steuersätzen für Stromrichter, insbesondere für Wechselrichter. Für einen gesteuerten Betrieb von Stromrichtern werden die gewünschten ImDulsmuster aus

Hilfsimpulsmustern zusammengesetzt, die in den Impulsmusterspeichern gespeichert sind.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen für ihr bevorzugtes Anwendungsgebiet bei der Steuerung von Stromrichtern im einzelnen erläutert Als Beispiel für einen Stromrichter ist ein zweipulsiger Wechselrichter gewählt, dessen gesteuerte Halbleiterventile nach unterschiedlichen Steuerverfahren mit Zündimpulsen gesteuert werden können. Um die bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wesentlichen technischen Zusammenhänge besser erläutern zu können, wird zunächst die Steuerung eines Wechselrichters mit einem festen Zündimpulsmuster beschrieben und anschließend davon ausgehend die Funktionsweise von erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen erläutert

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen werden die Zündimpulse eines Steuersatzes Ober Impulsverstärker, vorzugsweise tastbare Impulsgeneratoren, und Impulsübertrager oder über optische oder hochfrequenztechnische Übertragungsstrecken auf die Steuerstrecken der gesteuerten Ventile gegeben. Für das Verständnis der Erfindung ist lediglich von Bedeutung, daß der Steuersatz Zündimpulse für die gesteuerten Ventile des Wechselrichters erzeugt

Es zeigt

F i g. 1 schematisch den Schaltungsaufbau eines zweipulsigen Wechselrichters,

Fig.2 den prinzipiellen Aufbau eines Steuersatzes zur Steuerung eines Wechselrichters mit einem feit vorgegebenen Zündimpulsmuster,

Fig.3 das Zündimpulsmuster des Steuersatzes der Fig. 2,

Fig.4 die Programmierung des im Steuersatz der F i g. 2 verwendeten Impulsmusterspeichers,

F i g. 5 den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung als Steuersatz zur Steuerung eines Wechselrichters nach einem Pulssteuerverfahren,

F i g. 6 eine graphische Darstellung der Speicherworte und der Zündimpulse der Haupt- und Löschventile bei minimaler Aussteuerung für den in F i g. 5 dargestellten Steuersatz,

F i g. 7 eine graphische Darstellung der Speicherworte und der Zündimpulse für ein Hauptventil und ein Löschventil bei maximaler Aussteuerung für den in F i g. 5 dargestellten Steuersatz,

Fig.8 den prizipiellen Aufbau eines weiteren Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung als Steuersatz zur Steuerung eines Wechselrichters nach einem Pulssteuerverfahren mit erweitertem Steuerbereich,

F i g. 9 eine graphische Darstellung der Speiciierworte und des Zündimpulses für ein Hauptventil bei minimaler Aussteuerung für den in F i g. 8 dargestellten Steuersatz,

Fig. 10 eine graphische Darstellung de Speicherworte und des Zündimpulses des gleichen Hauptventils wie in F i g. 9 bei maximaler Aussteuerung für den in F i g. 8 dargestellten Steuersatz.

F i g. 1 zeigt die Schaltung eines bekannten Brückenwechselrichters mit Zwangskommutierung. Den gesteuerten Hauptventilen η 1 und η 2 sind Rückarbeitsdioden d\ und dl antiparallel· geschaltet. Zur Kommutierung ist ein LC-Reihenschwingkreis als gemeinsamer Kommutierungskreis vorgesehen, der über Löschventile η 3 und η 4 zuschaltbar ist. Die Last A liegt zwischen dem Mittelpunkt der Gleichspannungsquelle B und dem Mittelpunkt des Brückenstranges mit den gesteuerten Hauptventilen π I₁ η Ζ

Fig.2 zeigt den Steuersatz zur Bildung der Zündrteuerimpulse zur Steuerung des in F i g. I dargestellten Wechselrichters mit einem festen Impulsprogramm. Der Steuersatz enthält einen frei schwingenden Oszillator 1, der eine Impulsfolge mit. einer hohen Impulsfrequenz erzeugt die ein 2"-faches der Betriebsfrequenz des Wechselrichters beträgt Für die weitere

ίο Erläuterung wird eine Oszillatorfrequenz von 25,6 kHz angenommen, also das 2Mache von 50 Hz. Die Impulse des Oszillators 1 beaufschlagen den Zähleingang eines 8-bit-Zählers 2, der als Vorwärtszähler mit dualer Codierung betrieben wird. Der Zähler 2 teilt die OsziKatorfrequenz bis auf die Betriebsfrequenz des Wechselrichters von 50 Hz herunter. Die Ausgänge des Zählers 2 sind mit den Adreßeingängen eines Speichers 3 verbunden. Als Speicher kann insbesondere ein Festwertspeicher verwendet sein. Im Ausführungsbei spiel ist es ein 256 χ 4 bit PROM. Die Zählerworte dienen als Adressen für den Speicher 3. Die aus dem Speicher 3 ausgelesenen Speicherworte enthalten die erforderlichen Informationen zur Bildung der Zündimpulse in der Weise, daß jedem gesteuerten Halbleiter- ventil ein Ausgang des Speichers 3 zugeordnet ist An die Speicherausgänge sind daher die Bezeichnungen der Ventile angeschrieben.

Das in F i g. 3 für eine Periode der Ausgangsspannung des Wechselrichters dargestellte Impulsmuster der Zündimpulse läßt erkennen, daß zur Löschung des Hauptventils η 1 ein Zündimpuls für das Löschventil η 3 benötigt wird, der kurz nach dem Ende des Hauptimpulses π 1 beginnt und kurz vor Beginn des Hauptimpulses nl endet In analoger Weise wird zur Löschung des Hauptventils η 2 ein Löschimpuls π 4 benötigt der kurz nach dem Ende des Hauptimpulses η 2 beginnt und vor Beginn des Hauptimpulses π 1 endet

Am oberen Rand der F i g. 3 ist die Periodendauer in üblicher Weise mit In bezeichnet Am unteren Rand ist eine Einteilung der Periode in 2⁸ = 256 Inkremente angeschrieben. Es sind jeweils nur diejenigen Inkremente bezeichnet, bei denen sich der Zustand des Impulsmusters ändert Der Hauptimpuls η 1 beginnt beim Inkrement 138 und endet beim Inkrement 256. Der Hauptimpuls η 2 beginnt beim Inkrement 10 und endet beim Inkrement 128. Der Löschimpuls π 3 beginnt beim Inkrement 4 und endet beim Inkrement 8. Der Löschimpuls π 4 beginnt beim Inkrement 132 und endet beim Inkrement 136.

so Die in Fig.4 dargestellte Programmierung des Impulsmusterspeichers 3 veranschaulicht die Erzeugung des Impulsmusters. Bei den Speicheradressen ist zur einfacheren Übersicht neben der Dualzahl die entsprechende Dezimalzahl in Klammern angegeben. Bei Anwahl einer Speicheradresse erscheint der Speicherinhalt an den Speicherausgängen. Der dem Hauptventil π 1 zugeordnete Ausgang des Impulsmusterspeichers 3 führt von der Adresse 0 bis zur Adresse 137 einschließlich ein 0-Signal. Bei der Adresse 138 wechselt der Ausgang η 1 auf 1 -Signal, das bis zur Adresse 255 beibehalten wird. Der Ausgang für das Hauptventil η 2 führt von der Adresse 0 bis zur Adresse 9 ein 0-Signal, von der Adresse 10 bis zur Adresse 127 ein 1-Signal und von der Adresse 128 bis 255 wieder 0-Signal. Der Ausgang für das Löschventil η 3 führt von der Adresse 0 bis zur Adresse 3 ein 0-Signal, von der Adresse 4 bis zur Adresse 7 ein 1-Signal und daran anschließend bis zur Adresse 255 ^wieH^pr O-Si^naL Der Ausgeh*⁷ für das

Löschventil η 4 führt von der Adresse 0 bis zur Adresse 131 O-Signal, von der Adresse 132 bis zur Adresse 135 1-Signal und daran anschließend bis zur Adresse 255 wieder O-Signal. Da der Zähler 2 die Adressen zyklisch fortlaufend erzeugt, führen die Ausgänge des Impulsmusterspeichers 3 periodisch die in F i g. 3 dargestellten Zündimpulse für die gesteuerten Halbleiterventile des Wechselrichters nach F i g. 1.

Bei vielen Anwendungsfällen wird es erforderlich sein, den Wechselrichter nicht ausschließlich mit dem in F i g. 3 dargestellten Impulsmuster zu steuern, sondern in Abhängigkeit von Parametern, beispielsweise in Abhängigkeit von der Batteriespannung, unterschiedliche Impulsmuster zu verwenden. Dies läßt sich dadurch verwirklichen, daß eine Anzahl von ausgangsseitig parallel geschalteten Festwertspeicher verwendet wird, in denen unterschiedliche Hilfsimpulsmuster gespeichert sind. Die Adresseneingänge der Speicher sind beispielsweise über einen Multiplexer mit den Ausgängen des Zählers 2 verbunden. Der Multiplexer schaltet in Abhängigkeit von einem Steuersignal die Zählerausgänge auf einen der Adresseneingänge der Speicher. Das Steuersignal kann aus einer übergeordneten Steuereinrichtung abgeleitet werden, beispielsweise aus einem Meßwert für die Batteriespannung.

Eine andere Möglichkeit, den Wechselrichter mit unterschiedlichen Impulsprogrammen zu steuern, besteht darin, daß der Impulsmusterspeicher als Schreib-Lese-Speicher ausgebildet wird und daß der Speicherinhalt in bestimmten Zyklen neu eingegeben wird, vorzugsweise von einem Rechner. Der Rechner ermittelt aus geeigneten Meßgrößen das erforderliche Impulsprogramm und programmiert damit zyklisch den Impulsmusterspeicher.

Fig.5 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung als Steuersatz zur Steuerung des in F i g. 1 dargestellten Wechselrichters nach einem Pulssteuerverfahren, wobei eine Änderung des Steuerwinkels in Abhängigkeit von einem Regelsignal Ur vorgesehen ist Der Steuersatz enthält wiederum einen Oszillator 1 und einen Zähler 2, sowie eine Anzahl von Impulsmusterspeichern 10 bis 15, die hier als 256 χ 2 bit-Festwertspeicher ausführt sind. In den Speichern 10 bis 15 sind Hilfsimpulsmuster gespeichert, die in den Diagrammen der F i g. 6 dargestellt sind. Die Adresseneingänge der ersten Impulsmuster-Speicher 10 und 11 sind unmittelbar mit dem Zählerausgang verbunden. Die Adresseneingänge der weiteren Impulsmusterspeicher 12 und 13 sind mit dem Summenausgang eines Addierers 4 verbunden, dessen ersten Summandeneingang mit dem Zählerausgang und dessen zweiter Summandeneingang mit dem Ausgang eines Analog-Digital-Wandlers 6 verbunden ist. Die Adresseneingänge der weiteren Impulsmusterspeicher 14 und 15 sind mit dem Differenzausgang eines Subilrahierers 5 verbunden, dessen erster Minuandeneingang mit dem Zählerausgang und dessen Subtrahiindeneingang mit dem Ausgang der Analog-Digital-Wandlers 6 verbunden ist Der Analogeingang des Analog-Digital-Wandlers 6 ist mit der Reglerspannung Ur beaufschlagt Die beiden Ausgänge des ersten Impulsmusterspeichers 10 sind mit 10a und 106 bezeichnet Die Ausgänge der weiteren Impulsmusterspeicher sind in gleicher Weise mit der Bezugsziffer des jeweiligen Speichers und dem Zusatz a und b bezeichnet Die Eingänge eines ODER-Gatters 8 sind mit den Ausgängen 10a, 12a und 14a der Impulsmusterspeicher 10, 12 und 14 beschaltet Der Ausgang des ODER-Gatters führt die Zündimpulse für das Hauptventil η 1. Ein weiteres ODER-Gatter 9 füi die Zündimpulse für das Hauptventil π 2 ist eingangssei tig mit den Ausgängen 10i>, 126 und 14£> de Impulsmusterspeicher 10, 12 und 14 beschaltet. Di« Zündimpulse für das Löschventil η 3 werden von einen weiteren ODER-Gatter 16 gebildet, dessen Eingang« mit den Ausgängen 11a, 13a und 15a der Impulsmuster speicher 11,13 und 15 beschaltet sind. Die Zündimpuls« für das Löschventil η 4 werden von einem ODER-Gat

ίο ter 17 gebildet, dessen Eingänge mit den Ausgängen 11 £ 13Z> und 156 der Impulsmusterspeicher 11, 13 und 1! verbunden sind. In den ODER-Gattern 8 und 9 bzw. K und 17 werden die Hilfsimpulsmuster zu den gewünsch ten ZUndimpulsen zusammengefügt

Der jeweilige Zählerstand des Zählers 2 bilde unmittelbar die Adressen für die ersten Impulsmuster speicher 10 und 11. Die Adressen für die weiterer Impulsmusterspeicher 12 und 13 werden aus den jeweiligen Zählerstand durch Addition mit der von Analog-Digital-Umsetzer 6 ausgehenden Zahl gebildet Die Adressen für die weiteren Impulsmusterspeicher U und 15 werden durch Subtraktion der vom Analog-Digi tal-Umsetzer 6 ausgegebenen Zahl vom jeweiliger Zählerstand gebildet

Die Wirkungsweise des in F i g. 5 dargestellter Steuersatzes wird anhand der in den F i g. 6 und Fig.) dargestellten Diagramme erläutert In einer für beide Figuren gemeinsamen Fußleiste ist der zyklisch fortlaufende Zählerstand angegeben. Das in Fig.f dargestellte Impulsmuster entsteht bei einem Regelsi gnal Ur=O und stellt das Impulsmuster mit derr kleinstmöglichen Steuerwinkel a._mm dar. Der jeweilige Zählerstand bildet unmittelbar die Adressen füi sämtliche Impulsmusterspeicher 10 bis 15, da keine Adressenverschiebung über den Addierer 4 bzw Subtrahierer 5 auftritt Aus den Diagrammen der F i g. f läßt sich somit unmittelbar die Programmierung dei Impulsmusterspeicher 10 bis 15 mit den Hilfsimpulsmustern in gleicher Weise wie in F i g. 4 angeben. Das ir F i g. 7 dargestellte Impulsmuster entsteht beim größtmöglichen Regelsignal und stellt das Impulsmuster mil dem größtmöglichen Steuerwinkel oc_max dar. Die Adressen für die Impulsmusterspeicher 12 und 13 sind gegenüber dem jeweiligen Zählerstand nach vorne und die Adressen für die Impulsmusterspeicher 14 und 15 um die gleiche Zahl nach hinten verschoben, da der Addierer 4 bzw. Subtrahierer 5 die dem Regelsignal Uf entsprechende Zahl zum jeweiligen Zählerstand addieren bzw. davon subtrahieren.

so Fig.6 zeigt in den drei oberen Zeilen die Signalverläufe der Hilfsimpulsmuster auf den Ausgängen 1Oa, 12a und 14a der Impulsmusterspeicher 10,12 und 14 in Abhängigkeit von den mit dem jeweiligen Zählerstand übereinstimmenden Adressen. In der vierten Zeile ist der Verlauf der Zündimpulse für das Hauptventil n\ dargestellt, die durch disjunktive Verknüpfung der Hilfsimpulsmuster auf den Speicherausgängen 10a, 12a und 14a entstehen. In der fünften, sechsten und siebten Zeile sind die Signalverläufe der Hilfsimpulsmuster auf den Ausgängen 106,126 und 14£ der Impulsmusterspeicher 10,12 und 14 in Abhängigkeit von den mit dem jeweiligen Zählerstand übereinstimmenden Adressen angegeben. Die in der achten Zeile dargestellten Zündimpulse für das Hauptventil π 2 ergeben sich wiederum durch disjunktive Verknüpfung der Hilfsimpulsmuster auf den Speicherausgängen 106, 126 und 146. In der neunten, zehnten und elften Zeile sind die Signalverläufe der Hilfsimpulsmuster auf den

Ausgängen 11a, 13a und 15a der Impulsmusterspeicher 11, 13 und 15 in Abhängigkeit von den mit dem jeweiligen Zählerstand übereinstimmenden Adressen dargestellt. Die in der zwölften Zeile abgebildeten Zündimpulse für das Löschventil π 3 ergeben sich durch disjunktive Verknüpfung der Hilfsimpulsmuster auf den Speicherausgängen 11a, 13a und 15a. In der dreizehnten, vierzehnten und fünfzehnten Zeile sind die Signalverläufe der Hilfsimpulse auf den Ausgängen 116,13b und 156 der Impulsmusterspeicher 11,13 und 15 in Abhängigkeit von den mit dem jeweiligen Zählerstand übereinstimmenden Adressen dargestellt. Die in der sechzehnten Zeile dargestellten Zündimpulse für das Löschventil π 4 ergeben sich durch disjunktive Verknüpfung der Hilfsimpulsmuster auf den Speicherausgängen 116,136 und 15a

Die Diagramme der F i g. 7 zeigen die Zündimpulse für das Hauptventil η 1 und das diesem zugeordnete Löschventil π 3, sowie die Signalverläufe der Hilfsimpulsmuster auf den hierzu benötigten Speicherausgängen. Die Zündimpulse für das Hauptventil η 1 und das Löschventil η 4 sind um eine halbe Periode gegen die Zündimpulse für das Hauptventil η 1 und das Löschventil η 3 verschoben und sind daher nicht mehr eigens dargestellt.

Der in den ersten beiden Zeilen der F i g. 7 dargestellten Signalverläufe der Hilfsimpulsmuster auf den Speicherausgängen 10a und 11a stimmen mit denen der F i g. 6 überein, da das Regelsignal Ur und der von ihm beaufschlagte Analog-Digital-Umsetzer 6 die Adressenbildung für die ersten Impulsmusterspeicher 10 und 11 nicht beeinflussen. Die Signalverläufe der Hilfsimpulsmuster auf den Speicherausgängen 12a und 13a der weiteren Impulsmusterspeichcr 12 und 13 sind jedoch gegenüber denen der F i g. 6 um einen bestimmten Betrag nach rechts verschoben, während die Signalverläufe der Hilfsimpulsmuster auf den Ausgängen 14? und 15a der weiteren Impulsmusterspeicher 14 und 15 um den gleichen Betrag nach links verschoben sind. Diese Signalverschiebung erfolgt durch die vom Addierer 4 bzw. Subtrahierer 5 vorgenommene Adressenverschiebung um die vom Analog-Digital-Wandler 6 ausgegebene Zahl. Diese Adressenverschiebung steht in direktem Zusammenhang mit dem Regelsignal Ur, die sich somit in einer Verschiebung der Hilfsimpulsmuster auf den Speicherausgängen 12a und 13a nach rechts bzw. der Hilfsimpulsmuster auf den Speicherausgängen 14a und 15a nach links auswirkt Diese Signalverschiebung beeinflußt auch die Zündimpulse, so daß die durch disjunktive Verknüpfung der Hilfsimpulsmuster auf den Speicherausgängen 10a, 12a und 14a entstehenden Zündimpulse für das Hauptventil η 1, sowie die durch disjunktive Verknüpfung der Hilfsmuster auf den Speicherausgängen lla, 13a und 15a entstehenden Zündimpulse für das Löschventil π 3 ein anderes Impulsmuster aufweisen als in F i g. 6.

Das in Fig.7 dargestellte Zündimpulsmuster entspricht dem höchstmöglichen Steuerwinkel <x_mm, der mit dem in Fig.5 dargestellten Steuersatz erreichbar ist Ein größerer Steuerwinkel ist nicht möglich, da sonst bei der disjunktiven Verknüpfung der Hilfsimpulsmuster auf den einzelnen Speicherausgängen Lücken in den Zündimpulsen auftreten würden. Für zahlreiche Anwendungsfälle ist ein derart eingeschränkter Bereich für den Steuerwinkel ausreichend.

Fig.8 zeigt einen Steuersatz, der einen größeren regelbaren Bereich für den Steuerwinkel aufweist als der Steuersatz nach Fig.5. Der Steuersatz enthält wiederum einen Oszillator 1, der einen Zähler 2 antreibt, sowie Impulsmusterspeicher 30 bis 35, die als 256 χ 2 bit PROMs ausgebildet sind. In den Impulsmusterspeichern 30 bis 35 sind Hilfsimpulsmuster gespeichert, die in den Diagrammen der F i g. 9 dargestellt sind. Die Adresseneingänge der ersten Impulsmusterspeicl.ci 30 und 31 sind unmittelbar mit den Zählerausgängen verbunden. Die Adresseneingänge der weiteren Impulsmusterspeicher 32 und 33 sind mit den Summenausgängen eines Addierers 4 verbunden, dessen einer Summandeneingang mit dem Zählerausgang und dessen zweiter Summandeneingang mit dem Ausgang eines weiteren Speichers 36 verbunden ist. Die Adresseneingänge der weiteren Impulsmusterspeicher 34 und 35 sind mit dem Differenzausgang eines Subtrahierers 5 verbunden, dessen Minuendeneingang unmittelbar mit dem Zähierausgang und dessen Subtrahendeneingang mit dem Ausgang des weiteren Speichers 36 verbunden ist. Der Adresseneingang des weiteren Speichers 36 ist mit dem Ausgang eines Analog-Digital-Wandlers 6 verbunden, dessen Analogeingang vom Regelsignal Ur beauschlagt ist. Der zwischen dem Analog-Digital-Umsetzer 6 und dem Addierer 4 bzw. Subtrahierer 5 geschaltete Speicher 36, vorzugsweise ein 256 χ 8 bit PROM, dient zur Berücksichtigung von nichtlinearen Abhängigkeiten zwischen dem Regelsignal Ur und dem Steuerwinkel. Durch den Addierer 4 und den Subtrahierer 5 erfolgt wiederum eine gleichzeitige Adressenverschiebung für die weiteren Impulsmusterspeicher 32 und 33 nach der einen Richtung und für die weiteren Impulsmusterspeicher 34 und 35 nach der entgegengesetzten Richtung. Die Adressenverschiebung ist abhängig von der aus dem Speicher 36 ausgelesenen Zahl und damit auch vom Regelsignal Us-

Die Impulsmusterspeicher 30 bis 35 sind in anderer Weise programmiert und die Speicherausgänge in anderer Weise verschaltet als bei dem in Fig.5 dargestellten Steuersatz. Beim Steuersatz der Fig.8 sind die Speicherausgänge 30a, 32a und 34a der Impulsmusterspeicher 30, 32, 34 mit den Eingängen eines UND-Gatters 18 und parallel dazu mit den Eingängen eines NOR-Gatters 19 verbunden.

Das UND-Gatter 18 führt ausgangsseitig ein 1-Signal, wenn an seinen drei Eingängen jeweils ein 1-Signal ansteht Das NOR-Gatter 19 führt an seinem Ausgang ein 1 -Signal, wenn an allen drei Eingängen ein O-Signal ansteht. Der Ausgang des UND-Gatters 18 ist auf den Setzeingang / eines /K-Flip-Flops 20 geschaltet während der Ausgang des NOR-Gatters 19 mit dem Rücksetzeingang K des Flip-Flops 20 verbunden ist Der Ausgang des Flip-Flops 20 führt den Zündimpuls für das Hauptventil π 1.

Zur Bildung der Zündimpulse für das Hauptventil π 2 ist ein Flip-Flop 23 vorgesehen, dessen Setzeingang mit einem UND-Gatter 21 und dessen Rücksetzeingang mit einem NOR-Gatter 22 verbunden ist Die Eingänge des UND-Gatters 21 und des NOR-Gatters 22 sind parallel mit den Ausgängen 306,326 und 346 der Impulsmusterspeicher 30, 32 und 34 verbunden. Zur Bildung der Zündimpulse für das Löschventil λ 3 ist ein Flip-Flop 26 vorgesehen, dessen Setzeingang mit einem UND-Gatter 24 und dessen Rücksetzeingang mit einem NOR-Gatter 25 verbunden ist Die Eingänge der Gatter 24 und 25 sind parallel mit den Speicherausgängen 31a, 33a und 35a der Impulsmusterspeicher 31, 33 und 35 verbunden. Zur Bildung der Zündimpulse für das Löschventil η 4 ist ein Flip-Flop 29 vorgesehen, dessen Setzeingang mit einem UND-Gatter 27 und dessen

Rücksetzeingang mit einem NOR-Gatter 28 verbunden ist Die Eingänge der Gatter 27 und 28 sind parallel mit den Speicherausgängen 31Z», 33i>und 356 der Impulsmusterspeicher 31,33 und 35 verbunden.

Die Funktionsweise des in Fig.8 dargestellten Steuersatzes wird anhand der Diagramme in den F i g. 9 und F i g. 10 erläutert F i g. 9 zeigt die Impulsmuster der Hilfsimpulse und der Zündimpulse für das Hauptventil n\ bei minimaler Aussteuerung «_m,v, und Fig. 10 die Impulsmuster der Hilfsimpulse und der Zündimpulse für das Hauptventil η 1 bei maximaler Aussteuerung oc_max. In einer gemeinsamen Fußleiste sind wiederum die vom Zähler 2 zyklisch ausgegebenen Zählerstände angegeben.

Für den minimalen Steuerwinkel «_m;„ wird vorausgesetzt, daß das Regelsignal Ur einen Wert aufweist, der am Ausgang des weiteren Speichers 36 eine Null und somit keine Adressenverschiebung bewirkt Der jeweilige Zählerstand bildet unmittelbar die Adressen für sämtliche Impulsmusterspeicher 30 bis 35. Aus F i g. 9 läßt sich unmittelbar die Programmierung der Impulsmusterspeicher 30 bis 35 mit den Hilfsimpulsmustern in gleicher Weise wie in F i g. 4 angeben. Die Hilfsimpulsmuster auf den Speicherausgängen 30a, 32a und 34a zeigen den über einer Periode dargestellten Verlauf, der durch entsprechende Programmierung der Impulsmusterspeicher 30, 32 und 34 erreicht wird. Im Zeitpunkt /1 haben alle Hilfsimpulsmuster auf den Speicherausgängen 30a, 32a und 34a 1-Signale. Über das UND-Gatter 18 wird das Flip-Flop 20 gesetzt. Im Zeitpunkt Ki haben alle Hilfsimpulsmuster auf den Speicherausgängen 30a, 32a, 34a 0-Signal. Über das NOR-Gatter 19 wird das Flip-Flop 20 rückgesetzt Im Zeitpunkt /2 haben alle Hilfsimpulsmuster auf den Speicherausgängen 30a, 32a, 34a wieder 1-Signal. Das Flip-Flop 20 wird wieder gesetzt Im Zeitpunkt K 2 haben alle Hilfsimpulsmuster auf den Speicherausgängen 30a, 32a, 34a wieder 0-Signal. Das Flip-Flop wird vom Ausgangssignal des NOR-Gatters 19 rückgesetzt.

Die Bildung der Zündimpulsmuster für die weiteren gesteuerten Ventile erfolgt in gleicher Weise aus Hilfsimpulsmustern und braucht daher nicht nochmals eingehend erörtert zu werden.

Den Diagrammen der Fig. 10 liegt die maximal mögliche Adressenverschiebung zugrunde. Das in der ersten Zeile dargestellte Hilfsimpulsmuster aus dem Ausgang 30a des ersten Impulsmusterspeichers 30 ist gegenüber dem der Fig.9 unverändert, da die

ίο Adressenverschiebung nicht auf die Speicher 30 und 31 wirkt. Gegenüber der F i g. 9 ist das Hilfsimpulsmusler aus dem Ausgang 32a des weiteren Impulsmusterspeichers 32 nach rechts und das Hilfsimpulsmuster aus dem Ausgang 34a des weiteren Impulsmusterspeichers 34 um den gleichen Betrag nach links verschoben als Foige der Adressenverschiebung durch den Addierer 4 bzw. den Subtrahierer 5.

Die in den Fig.5 und 8 getrennt dargestellten Impulsmusterspeicher 10,11 bzw. 12,13 bzw. 14,15 bzw.

30,31 bzw. 32,33 bzw. 34,35 werden in der praktischen Realisierung vorteilhaft zu jeweils einem Speicher mit vier Ausgängen zusammengefaßt.

Die Erfindung wurde wegen des einfacheren Verständnisses bisher nur in ihrer Anwendung für einphasige, zweipulsige Wechselrichter beschrieben. Eine Erweiterung auf mehrphasige, insbesondere dreiphasige, und höherpulsige Wechselrichter ist ohne weiteres durch entsprechende mehrfache Anordnung des benötigten Speicherplatzes und der. benötigten Bauelemente möglich. Beispielsweise können für den ungesteuerten Betrieb eines dreiphasigen, sechspulsigen Wechselrichters je sechs um jeweils 60" el verschobene Impulsmuster für die Hauptventile und je sechs um jeweils 60° el verschobene Impulsmuster für die Löschventile in einem Speicher mit 12 Ausgängen gespeichert werden. Jeder Speicherausgang ist wiederum einem Ventil des Wechselrichters zugeordnet Bei einer Steuerung nach einem Pulsverfahren sind entsprechend viele Speicher vorzusehen.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Bildung von periodischen Impulsmustern, bei der ein Oszillator einen dual codierten Zähler antreibt, der die Adressen für eine Anzahl von Impulsmusterspeicher bildet, in denen unterschiedliche Impulsmuster gespeichert sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Es sind erste Impulsmusterspeicher (10,11; 31, 32) mit ersten Hilfsimpulsmustern vorgesehen, deren Adresseneingänge in an sich bekannter Weise unmittelbar mit den Ausgängen des Zählers (2) verbunden sind,

b) es sind weitere Impulsmusterspeicher (12 bis 15; 32 bis 35) mit weiteren Hilfsimpulsmustern vorgesehen, deren Adresseneingänge mit den Ausgängen des Zählers (2) über eine Anordnung zur Adressenverschiebung (4, 5, 6) verbunden sind, die eine von einem Regelsignal (Ur) abgeleitete Zahl zum Zählerstand addiert bzw. subtrahiert,

c) die Ausgänge der ersten Impulsmusterspeicher (10,11; 31,32) und der weiteren Impulsmusterspeicher (12 bis 15; 32 bis 35) sind logisch miteinander verknüpft, um das gewünschte Impulsmuster zu bilden (F i g. 5, F i g. 8).